[发明专利]一种履带式全向移动机器人

说明书

本发明公开了一种履带式全向移动机器人，包括主体底板、主体外壳、电池单元、控制单元、通信单元、电机驱动单元和履带单元；所述的履带单元由转轴、履带、履带轮固定板、履带支架、驱动电机、减速器、测速编码器组成；主体底板采用铝合金结构，主体底板上方承载机器人本体的设备，包含电池单元、控制单元、通信单元以及电机驱动单元；主体底板下方为4个履带单元，每个履带单元构成一组转向结构，通过轴承座与角接触轴承安装在机器人主体底板下方；履带单元可绕偏转轴±90°偏转，偏转角由角度传感器测量，角度传感器通过角度传感器支架固定在主体底板上；整机不需要复杂的主动转向结构，同时具备履带式机器人载重能力强、运行平稳等特点。

技术领域：

本发明涉及一种全向机器人，尤其涉及一种履带式全向移动机器人。

背景技术：

随着机器人技术的飞速发展，机器人在人们的生产生活中发挥着越来越重要的作用。全向移动机器人可以实现转弯半径为零的旋转或者在保持机器人姿态不变的情况下向任何方向移动。由于独特的运动性能，全向移动机器人在智能轮椅、搬运机器人、巡检机器人等产品中具有明显的优越性。

目前全向移动机器人的常用运动结构有麦克纳姆轮、同心转向轮等。但麦克纳姆轮外缘的辊子交替与地面接触，在滚动过程中辊子不断受到地面的冲击载荷，使得轮子在转动过程中与地面接触点的高度不断变化，导致车体振动或打滑；转向轮组成的全向移动机器人轮子朝向的偏转需要主动转向结构驱动，因此需要复杂的转向结构，且机器人在直线运行时转向驱动结构成为额外的负载，能量利用率低。

发明内容：

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种设计合理、承载力强、安全可靠的全向移动机器人。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种履带式全向移动机器人，包括主体底板、主体外壳、电池单元、控制单元、通信单元、电机驱动单元和履带单元，其特征在于：所述机器人主体底板采用铝合金结构，主体底板上方固定有机器人本体的设备和结构，包含通信单元、电池单元、控制单元以及电机驱动单元，四周围有主体外壳。主体底板下方为4个履带单元，每个履带单元构成一组转向结构，通过轴承座与角接触轴承安装在机器人主体底板下方。

所述机器人主体底板采用铝合金结构，上面打有安装螺纹口及通孔，主体外壳、通信单元、电池单元、控制单元以及电机驱动单元通过螺钉固定于主体底板上方。

所述履带单元由转轴、履带、履带轮固定板、履带支架、驱动电机、减速器、测速编码器组成。所述履带轮固定板上打有安装用的螺纹孔及通孔，所述转轴以及履带支架通过螺钉固定在履带轮固定板上，所述驱动电机为直流电机且固定在减速机上，驱动电机动力输出端与减速机输入端连接用以将电机的动力输出，所述驱动电机后端连接有编码测速器，用以测量电机转速。所述减速器固定在履带支架上，输出端与履带主动轮相连，用以增强输出扭矩。

所述轴承座通过螺钉固定在主体底板上，轴承座内装有角接触轴承，所述履带单元通过角接触轴承与主体底板连接，履带单元轴可±90°偏转，偏转角由角度传感器测量，所述角度传感器外壳固定在传感器支架上，角度传感器的旋转轴通过联轴器与履带单元的转轴连接，所述传感器支架通过螺钉固定在主体底板上。

由于角接触轴承可同时承受较大的径向负荷和轴向负荷，所以履带单元既可以起到承载机器人本体和负载重量的作用，又能通过履带运转牵引机器人水平运动。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

(1)机器人用具有被动转向结构的履带单元转向结构代替主动转向轮，使该机器人不需要复杂的主动转向结构，消除了机器人在直线运行时转向驱动结构行成额外的负载。

(2)与传统麦克纳姆轮式全方向机器人相比，履带式全方向机器人具备履带式机器人所拥有的载重能力强、运行平稳等特点。

附图说明：